Énskinnebane

En énskinnebane (kjent på engelsk og delvis norsk som monorail) er en jernbane med bare én skinne, slik at alle hjulene må stå på linje etter hverandre. Balanseringen av toget kan løses på to måter:

• Toget er gyrostabilisert. Dette ble bare prøvd under et demonstrasjonsprosjekt i London i 1910, og må derfor betraktes som en historisk kuriositet.
• Toget henger under skinnen, i underkant av en bøyleanordning som har hjulene på oversiden (se bilde til høyre). Dette prinsippet brukes av hengebanen i Wuppertal (fra 1901).

I praksis benyttes en videre definisjon: Skinnegangen er så smal i forhold til togets bredde at toget ikke kan få den nødvendige stabilitet ved å bare plassere sitt tyngdepunkt i forhold til de to skinnene, men må i tillegg ha støttehjul mot skinnegangens sider. Resultatet blir en skinnegang som er smal og med en viss høyde, og dermed kan utformes som en stiv bjelke. Denne kan holdes oppe av loddrette søyler, for å på den måten gå over bakkenivåets trafikk eller ujevnheter.

Det er to hovedtyper fungerende énskinnebaner:

• Type Alweg: Toget ligger overskrevs på bjelken, det vil si det ligger stabilt, sikret mot avsporing, ved at hver vogns chassis er todelt og strekker seg noe nedover på begge sidene av bjelken. Bjelken for denne typen (type Alweg – etter den svenske forretningsmannen Axel Lennart Wenner-Gren) hindrer vertikal passasjerforflytning mot og fra bakkenivået. Derfor krever denne banetypen høytliggende stasjonsplattformer hvis ikke stasjonsarealet er reservert for banen.
• Hengebanen: Toget henger under bjelken. Vognene henger på undersiden av 2- eller 4-hjuls boggier (minimale vogner) som kjører på to skinner inne i den hule bjelken. Dermed kan vogner (eller en heis innebygget i en vogn) heises opp eller ned med passasjerer som skal på eller av.

Ukonvensjonelle jernbaner har man forsøkt å konstruere siden 1800-tallet. Hensikten har gjerne vært å få baner som er mer effektive, hurtigere eller billigere å bygge enn konvensjonelle jernbaner.

Flere forsøkte å lage en bane basert på at det på én skinne kjørte stålhjul som rundt omkretsen var forsynt med en grop tilpasset skinnen, slik at hjulene holdt seg på skinnen. Både omkringstilt og hengende belastning ble forsøkt, og de viktigste pionerprosjektene vil bli nevnt i forbindelse med omtalen av de to banetypene.^[1]

Det har vært både en fordel og ulempe for énskinnebanen at de har vært symboler på den fantastiske fremtiden. Da The Walt Disney Company bygde en énskinnebane (type Alweg) i fornøyelsesparken Disneyland i 1959, ble banetypen for mange besøkende demonstrert på en overbevisende måte, men med en forholdsvis liten lengde. Bruken av slike baner i Disneyland og liknende fornøyelsesanlegg har nok ført til at énskinnebaner gjerne forbindes med moro i stedet for praktisk transport.

Populærpressen har lenge fremstilt énskinnebanen som fremtidens transportform, men da blir emnet lett slått i hartkorn med rakettryggsekker og ferieturer i verdensrommet, slik at det blir forvirring om hva som er nyttig og hva som er fiffig.

Alweg er den vanligste typen, og en forgjenger for denne ble bygd ved Listowel i Irland allerede i 1888. Banen bruker en bjelke som normalt er 60–90 cm bred. Denne er kompakt, og som regel av armert betong. Toget har gummihjul som ruller oppå og på sidene av bjelken.

Den kompakte bjelken utgjør en barriere som begrenser banens fleksibilitet på flere måter.

Først og fremst er sporveksling problematisk, og dette fører i praksis til at togene enten må gå frem og tilbake på samme linje, eller at de må ha vendesløyfer i begge endene av en fast rute. Bjelken er også en barriere som hindrer vertikalbevegelser mellom bakkeplanet og det høye banenivået. Derfor krever banen kompliserte stasjonsanlegg med plattform på banenivået, samt heis og trapp for passasjerer som går av og på. Alternativt må banen gå ned mot bakkenivået ved stasjonen, men dette krever et temmelig stort avsperret område. En konvensjonell jernbane som går på en hevet betongplattform, kan lett forveksles med en Alweg-bane, men den vil mangle sikkerheten mot avsporing, samt kreve et sjenerende stort og dyrt plattformarrangement.

Spesial-hengebaner for varetransport har vært mye brukt innen fabrikkområder, og har også vært brukt i noen gruver. Som for eksempel hengebanen fra 1908 i nikkelgruven i Evje. (Krossobanen betegnes gjerne som hengebane, men er egentlig en taubane.) I Tyskland finnes det i dag mange hengebaner, blant annet i Dortmund og Düsseldorf, hvor de blir betegnet som H-Bahn (Av: Hängebahn), hvs. SkyTrain.

Den første hengebanen for persontransport ble bygd i Wuppertal i Tyskland i 1901, og den er fremdeles i drift. I 1950-årene utviklet SAFEGE-konsortiet i Frankrike en liknende bane, og den var i drift sør for Paris mellom ca. 1960 og -71.^[2] (Dette hengebanetoget ble vist som en fremtidsvisjon i filmen Brennpunkt Fahrenheit 451.)

Hengebanebjelken av SAFEGE-typen, som nå er den mest aktuelle, er hul, og hjulene løper inne i den som vist på bildet til høyre. Da kan man ikke benytte en betongbjelke, men en stålbjelke. Nordens fremste fagmiljø innen emnet hengebaner finner man ved SwedeTrack i Sverige.^[3] Her regner man med at avstanden mellom stolpene må være 30 meter^[4] hvis stålbjelketverrsnittet er 80x80 cm og bjelken belastes med 7 tonn. I tillegg til bjelkens stivhet kommer stivheten til et tog som strekker seg nesten fra stolpe til stolpe, og dette er én av mulighetene^[5] for å øke avstanden og/eller togvekten.

En ganske spesiell variant av hengebanen er den som henger med sin ene side mot siden av en ganske høy bjelke. Blant disse kan to nevnes: OTG^[6] og Futrex.^[7] Disse variantene kan betraktes som en mellomting mellom Alweg og hengebanen, men har den viktige hengebaneegenskapen at bjelken ikke er en barriere mellom banen og bakkenivået.

Hengebanen kan også basere seg på en tynn bjelke – knapt mer enn en horisontal kabel – og i stedet ha mange loddrette opphengsvaiere som henger ned fra et buespenn – slike som hengebroer har to av. Da holdes banen oppe av noen få store tårn i stedet for mange stolper. Vanlig spennlengde er 600 meter, men den kan være flere kilometer om ønsket. Enkelte slike konstruksjoner har vært prøvd, og som oftest resultert i Aerobus.^[8][9]

Hengebanen er fri for den barrieren som Alweg-banen har på undersiden, så derfor kan hengebanen utstyres med heis for av- og påstiging, slik at banen i prinsippet kan stoppe hvor som helst.

Den enkleste form for skinnebevegelse er: Den ene enden av en bjelkelengde (på f.eks. 30 meter) kan sideforskyves 80 cm, slik at man kan velge hvilken av to nabo-utgangsbjelker som blir tilkoblet. Dette blir praktisk gjennomførbart for togtrafikk med hengebane, men mindre praktisk for Alweg-baner, som krever en større bjelkeseparasjon, og dessuten være temmelig handicappet om det skulle benyttes betong også for den bevegelige bjelken. Hengebanen, derimot, har muligheter for enda hurtigere sporveksling – passende for trikk/buss – hvis man bruker et kortere bevegelig sporparti. Dette bør ligge på en spesiell vekslingsplattform og forutsetter lavere kjørehastighet. Skinnegangen i bjelken minner en del om en vanlig jernbaneskinnegang, og derfor kan i stor grad konvensjonell vekslingsmetodikk benyttes, bortsett fra at det trenges spesiell støtte/stivhet på grunn av at hjul må hoppe over gapet som vognopphenget beveger seg gjennom.^[10]

Hvis man vil bruke banen til et mylder av private vogner – noe SwedeTrack er orientert mot – blir det for langsomt å la skinnegangen foreta vekslingen. Da må vognene selv kunne velge side i et stasjonært skinneanlegg.^[11]

Hengebanens bjelke kan også forskyves sideveis langs to Alweg-skinner, og da har man en XY-skanner for automatisert jordbruk.^[12]

Normalt vil toget bli trukket av elektromotorer som kan være montert i vognene, eller, for hengebaner; på boggier i bjelken. Lokomotiver regnes gjerne som uaktuelle for moderne tog, men de kan være nyttige for å oppnå en gunstig vektfordeling: Togvekten bør fordeles over en stor bjelkelengde. Av fremdriftsmetoder som er aktuelle for fremtiden, kan nevnes linjærmotoren, med magneter på toget og elektromagneter langs bjelken. Disse virker da som henholdsvis rotoren og statoren i en vanlig elektromotor.

En liknende interaksjon mellom bevegelige og stasjonære magneter kan benyttes for å løfte opp toget fra underlaget, for man kan lettere oppnå høye hastigheter hvis hjulkontakten kan unngås. Denne driftsmåten kalles maglev – magnetisk levitasjon. De (forholdsvis eksperimentelle) maglevtogene (som det tyske Transrapid, se bilde til høyre) ligger – blant annet grunnet sin skinnebredde – i gråsonen mellom Alweg og den konvensjonelle (bredsporete) jernbanen, og kan kjøre i opptil 500 km/t.

Hovedfordelen med énskinnebanen er at den reduserer plassforbruket (og bakkenivåraseringen) med 99 %, og praktisk talt ikke hindrer annen trafikk og aktivitet. Da kan den for eksempel dele broer med veien. Det kan fremholdes som en ulempe at det blir upraktisk for passasjerene å forflytte seg til banens nivå – spesielt gjelder dette de mindre tilgjengelige Alweg-banene. Men denne kritikken blir uberettiget hvis det virkelig er plass til banen på bakkenivået, og da kan jo banen (i hvert fall ved stasjonsområdet) plasseres på bakkenivået. Selv en konvensjonell bane vil bli upraktisk hvis det er trengsel på bakkenivået, for da vil den måtte gå i tunnel under eller på plattform over, og så er man like langt, men med høyere omkostninger.

Da énskinnebanen opererer i sitt eget luftrom, kan den bygges mindre robust og med langt lavere vekt. Da kan banen lettere klare sterke stigninger – spesielt hengebanen, hvis hjul går i et miljø som er beskyttet mot regn og snø, og dessuten kan knipe om sin skinnegang med hjul fra begge sider. En lettvektsbane vil lettere kunne benytte gummihjul, noe som er gunstig for både bakkeklatringen og støynivået. Man kan nok betrakte det som en belastning at en énskinnebane må være en lettvektsbane, men man kan alltids operere med kort søyleavstand hvis man ikke vil bruke lettvektsteknologi.

Dessverre er potensialet til énskinnebanen – og spesielt hengebanen – bare i liten grad blitt utnyttet: Finesser som heis, nedfirbare kabiner og parallellforskyvning av bjelken er foreløpig ikke blitt realisert.

Osaka har verdens lengste bane med 23,8 km.

Listen inneholder også énskinnebaner som (2007) er under bygging eller planlegging (vedtatt)

• Europa:
  • Gelsenkirchen: Bundesgartenschau 1997
  • Köln-Fühlingen: Alweg-bane (1957–1960)
  • London: Kabinbane for Gatwick flyplass
  • Mannheim: Aerobus under Bundesgartenschau 1975
  • Stuttgart: Énskinnebane under IGA 1993 (Panoramabane)
  • Torino: Énskinnebane Torino
  • Basel: Grün 80, Hageutstilling 1980
• Japan:
  • Nara Dreamland (1961-??)
  • Yomiuri Land, Tokyo (1964–1988), Hitachi-Alweg
  • Higashiyama Park, Nagoya (1964–1974), Safege
  • Mukogaoka-Yuen, Kawasaki (1965–2001), Lockheed
  • Himeji (1965–1974), Lockheed
  • Yokohama Dreamland (1966–1967)

• Kim A. Pedersen; Monorails - Trains of the Future - Now Arriving The Monorail Society 2015 ISBN 978-0-9862494-8-8

• The Monorail Society – hjemmesiden til en frivillig organisasjon som arbeider for énskinnebaner – med egne sider for vekslingsproblematikken og en hjemmebane
• Innovative Transportation Technologies – et nettsted viet prosjekter innen transportteknikk og byplanlegging, tilhørende University of Washington
• SwedeTrack – et rikholdig svensk spesialnettsted (privatvognorientert)
• Et hengebanekonsept (med kabinveksling) for norske forhold
• Animasjon fra en japansk hengebane (Shohan)